三優生物共同輕鏈抗體庫，開啟雙抗藥物新篇章
2023年，三優生物推出九大超億萬分子發現平臺，為全球提供多樣化的分子產生系統解決方案。其中，超萬億全人共同輕鏈抗體產生平臺（超萬億共輕庫或ST-CLC平臺）已服務市場近3年，在雙抗藥物研發的黃金時代，超萬億共輕庫平臺憑借其獨特的設計、高效的分子產生服務以及卓越的實際表現，正推動行業邁向新高度。本文將探索超萬億共同輕鏈抗體庫的發展歷程、它所配套的分子產生服務的特點與優勢以及在實際應用中的卓越表現。
一、背景
在過去的二十年里，雙抗藥物在診斷和治療應用領域日益受到關注。基因工程技術的引入徹底改變了雙抗的開發格局，使得多種分子結構的設計成為可能，每種結構都具備獨特的優勢和局限性。與單克隆抗體相比，雙抗的核心優勢在于能夠同時靶向兩種不同的抗原，從而激活或抑制多重信號通路，顯著提升對腫瘤或其他疾病的治療效果。雙抗的研究歷史可以追溯到20世紀60年代，當時科學家通過重組兩種不同多克隆血清的抗原結合片段（Fabs），成功構建了雙特異性F(ab')2分子。1975年雜交瘤技術的誕生進一步推動了這一領域的發展，通過化學偶聯兩種單克隆抗體或融合兩種抗體產生雜交瘤（即雜交雜交瘤），使得制備具有特定特異性的雙抗成為可能。自2014年以來，美國食品藥品監督管理局（FDA）已批準了九項雙抗藥物的上市申請，用于治療癌癥、血液疾病和眼科疾病。
雙抗的“分子動物園”中涵蓋了約100種不同的結構形式，包括僅由兩個抗體抗原結合位點組成的小分子、具有IgG結構的分子，以及由不同抗原結合部分與二聚化模塊組合而成的復雜大分子。通過精密的分子設計和基因工程技術，研究人員成功解決了雙抗在穩定性、溶解性及其他藥物特性參數方面的技術難題。然而，重輕鏈錯配的問題仍然是雙抗制備的主要難題。為了解決雙抗制備過程中的鏈錯配問題，三優生物的超億萬共同輕鏈抗體產生平臺應運而生。三優生物自主研發的超萬億共輕鏈雙抗平臺通過從1800+輕鏈中經過層層篩選獲得2條優異輕鏈再與多樣化重鏈組合，有效解決了傳統雙抗輕重鏈錯配的問題。其結構與天然IgG抗體高度一致，不僅相比于各種非人體內存在的雙抗構型具有更優異的成藥性和安全性，還展現出高親和力的特點，為雙抗藥物的開發提供了新的方向。
共同輕鏈抗體構型示例（圖源oneClick+雙抗平臺，更多構型圖請瀏覽www.oneclick-plus.cn）。
二、共輕庫的發展歷史
自2015年建立自主產權的噬菌體展示技術以來，三優生物在抗體庫構建領域取得了顯著進展。2017年，三優生物創新性地提出了共輕庫概念，并于2018年成功搭建了十億級共輕庫平臺，2019年完成技術驗證。2020年，三優生物完成了萬億級全人共輕庫的概念設計，于2023年建成并正式面向全球發布，創下當時的世界紀錄。2024年，三優生物推出了oneClick+雙抗設計平臺。2025年，三優生物將啟動三優智能超萬億全人共輕半合成庫的概念設計，力求通過融合AI技術，將超萬億全人共輕庫再推上一個新的高度。
三、組成
三優生物的共輕庫庫容量高達1.12E+12 CFU，是目前已知的全球最大庫容的共輕庫。共輕庫是由噬菌體展示技術構建共同輕鏈的Fab抗體文庫。此庫包括2條優選輕鏈和多樣化重鏈，共計6個子庫組成。其中，輕鏈的選擇標準基于人源輕鏈germline，特別是從人天然抗體輕鏈基因家族中輕鏈占比最高的IGKV3-11、IGKV3-20、IGKV1-39家族。而重鏈的選擇標準是從人源重鏈germline中篩選，其中人天然抗體重鏈基因家族中IGHV3、IGHV4、IGHV1的重鏈占比最高。
優選輕鏈和多樣化的重鏈通過Knob-into-hole（KIH）技術結合并構建共輕鏈抗體，而基于此標準構建的三優共輕庫擁有自然且抗體表達量、多樣性、和親和力高的特點（具體示例請看下面章節）。
ST-CLC平臺的優勢
1）先導抗體數量多且多樣性高
截至2025年，三優生物已完成30多個共輕庫的篩選與驗證，并從中精選了7個不同靶點作為案例展示。通過這些篩選，共成功獲得了4942個具有獨特序列的共輕鏈抗體克隆，平均每個靶點獲得706個獨特序列克隆。其中，先導分子的中位數超過300個，且各先導分子的重鏈序列差異顯著，展現出高度的多樣性。這些共輕鏈抗體均為全人源抗體，可直接用于雙特異性抗體的開發，為創新藥物研發提供了重要資源。
2）抗體蛋白表達量高和親和力高
通過分析70個共輕鏈抗體（CLC）和65個上市或者在研單克隆抗體（mAb）的表達量，三優成功展示了共輕庫候選抗體表達量顯著優于單克隆抗體，其中共輕鏈抗體表達量的平均值為123.9 μg/mL，而已上市或在研單克隆抗體的瞬轉表達量平均值為74.23 μg/mL。
通過ELISA方法檢測人源庫（hRAL）和共輕庫候選抗體的結合活性顯示共輕庫候選抗體親和力更高。人源庫候選抗體EC50在0.01-0.1之間的占比為94.44%，而共輕庫候選抗體EC50在0.001-0.01之間的占比為78.95%。
3）共輕鏈抗體熱穩定性高、成藥性好
通過分析30個共輕鏈抗體和24個上市或者在研單克隆抗體的Tm值，三優成功展示了共輕庫候選抗體熱穩定性遠遠優于單克隆抗體，其中共輕鏈抗體Tm的平均值為70.88℃，而已上市或在研單克隆抗體的Tm的平均值為61.05℃。
通過分析人源庫36個候選抗體和共輕庫38個候選抗體的等電點顯示共輕庫候選抗體等電點更偏離中性質，具有更好的成藥性。人源庫候選抗體等電點的范圍為6.73-8.51，均值為7.73，而共輕庫候選抗體等電點的范圍為7.27-8.60，均值為8.08。
4）全面成藥性評價體系
此外，三優共輕鏈抗體產生系統解決方案還包括抗體表達量及生化理化特性的多維度分析，其中包括純度及濃度測定，一級結構分析和親和力及親和力動力學分析等多個檢測，確保候選分子具有優秀的成藥性。
四、應用
共輕庫平臺配備了以客戶需求為中心，模塊化、多樣化和定制化的業務體系，在治療領域、研究領域、診斷領域、檢測領域等方面均可應用。在治療領域，可適用于腫瘤細胞治療，細胞免疫治療，基因治療等雙抗分子發現；在研究領域，可適用細胞分選，膜蛋白，跨膜蛋白等各種熱門、篩選難度大的靶點應用抗體發現；在診斷領域，可適用于病原微生物診斷，免疫診斷，核酸分子診斷，腫瘤標志物等相關診斷產品開發，比傳統診斷更特異，信噪比更低，簡單快捷；在檢測領域，可為各大檢測公司提供檢測試劑，助力精準醫療。
服務流程
客戶提供靶點抗原或基因序列，三優生物根據信息制備抗原原材料，然后通過高通量海選、篩選、真核表達鑒定系統，產生獨家定制先導抗體，再根據客戶需求進行體外成藥性評估、動物模型藥效評價及藥代動力學、最后完善生產工藝。讓客戶一步獲得針對同一個靶點不同表位或不同靶點的共輕鏈雙抗。
五、5T4靶點案例
1）背景：
5T4是一種由TPBG基因編碼的高度糖基化的跨膜糖蛋白，其胞外區包含8個富含亮氨酸的重復區域，兩側為富含半胱氨酸的區域。5T4在正常成人組織中極少表達，但在大多數腫瘤細胞中呈現高水平表達，例如在95%的非小細胞肺癌、腎癌和胰腺癌中均檢測到其高表達。此外，5T4的表達水平與結腸癌、胃癌等低治愈率腫瘤的預后直接相關。
截至目前，全球共有5款針對5T4的抗體藥物處于臨床研究階段，其中活躍的有3項，分別是Asana Bio和Byondis開發的抗體藥物偶聯物（ADC），以及Genmab開發的CD3雙特異性抗體。
在腫瘤細胞中，5T4與CXCR4共同定位于細胞膜，促進對CXCL12的應答，從而激活ERK/AKT信號通路，導致腫瘤的轉移和擴散。抗體藥物通過特異性識別腫瘤細胞，并借助激活殺傷性免疫細胞（如雙特異性抗體）或偶聯細胞毒性藥物（如ADC）來發揮其腫瘤殺傷作用。這種機制為腫瘤治療提供了新的策略和潛在的治療靶點。
2）三優生物抗5T4抗體發現技術路徑：超萬億人源共同輕鏈庫篩選并進行上述抗體驗證及制備流程。
3）關鍵結果：
i. 細胞水平結合活性分析：FACS展示了候選單克隆抗體Ab1和Ab2在5T4過表達細胞上親和活性優異。
ii. 表位分組及結構分析：BLI法顯示Ab1與Benchmark（BM）競爭結合5T4抗原蛋白，Ab2與其他兩個抗體均不競爭結合5T4靶點蛋白。結果表明，Ab1和BM結合同一組表位，而Ab2結合另外一組表位。
iii. 共輕鏈雙表位抗體親和力檢測：BLI法展示了共同輕鏈雙表位雙抗（CLC01結合了Ab1和Ab2）與5T4抗原蛋白結合活性提高到6.42E-10，顯著提高抗原蛋白親和力。
iv. 共輕鏈雙表位抗體細胞結合活性：FACS法展示了CLC01與5T4陽性腫瘤細胞的親和活性，MFI上平臺提高到大于20000，共輕鏈雙表位雙抗顯著提高腫瘤細胞FACS活性。
六、總結展望
三優生物的超萬億共同輕鏈抗體庫平臺是雙抗藥物發現的強大引擎。在現有超萬億共輕庫的基礎上，三優生物將結合智能化技術，開發出第二代共輕庫——智能超萬億共輕抗體庫，并不斷拓展共輕抗體的應用，開創人類重組共輕抗體庫的新高度。
